¿Cómo afecta el fuego a una estructura en steel frame?

Los distintos materiales que componen una estructura suelen ser sensibles a la acción del fuego. Cuando se exponen a las llamas y a las altas temperaturas comienzan a perder resistencia hasta el punto de que colapsan. Para las estructuras de steel frame, el caso no es distinto.

Los perfiles de acero galvanizado cumplen con la propiedad de ser incombustibles.

Sin embargo, con el aumento de la temperatura comienzan a ceder. Por tanto, se necesita proteger las estructuras el tiempo suficiente para establecer el llamado “rating de escape”.

¿Qué es el rating?

Es la clasificación que tienen los materiales para soportar la exposición al fuego por un tiempo específico. Este debe ser suficiente para que las personas logren desalojar la edificación antes de que las estructuras pierdan su capacidad de soporte.

La resistencia al fuego de las estructuras se clasifica de acuerdo al tiempo que los materiales que las conforman soportan la exposición a las llamas antes de llegar al colapso.

Cada estructura, dependiendo de su uso, ubicación o grado de importancia, exige un rating específico de escape. Por ejemplo, cuando se pide un R-60 significa que los elementos estructurales deben mantener su integridad al menos 60 minutos antes de que se comprometa su capacidad portante.

Acción de las envolventes en estructuras de steel frame

Los paneles de steel frame están compuestos por materiales aislantes que también son incombustibles. El yeso, las placas de OBS, las fibras minerales y el poliestireno utilizados en los cerramientos de los paneles, cumplen una función importante para evitar la propagación de las llamas.

Estos materiales, si bien pueden quemarse, son de baja propagación. Esto implica que la combustión cesa una vez que desaparezcan las llamas.

Dependiendo de la configuración de los paneles, estos pueden otorgar la resistencia suficiente para soportar desde 30 minutos hasta 3 horas antes de que colapsen.

Conceptos considerados en estructuras de steel frame ante la acción del fuego

Para determinar cómo será el comportamiento de las estructuras de steel frame y cuánto tiempo resistirán un incendio, se aplican los conceptos de materiales no inflamables y el control a la dispersión del fuego.

Materiales no inflamables

Los materiales que se emplean para proporcionar protección ante el fuego deben ser no combustibles. Además, tienen que soportar las altas temperaturas sin perder sus propiedades.

Es igual de importante que los materiales tengan baja conductibilidad térmica. Esto les permitirá funcionar como aislantes de calor al resto de los componentes de la estructura que se desea proteger.

En la norma IRAM 11910 se clasifican los distintos materiales de construcción en función de su combustibilidad e índice de propagación del fuego. En este caso, el acero está clasificado como RE -1, que significa que es un material incombustible.

Las placas de yeso que envuelven la estructura de steel frame y la protegen del fuego, son clasificadas como RE2. Es decir, de muy baja propagación de llamas.

Control de la dispersión del fuego

En este aspecto se considera el sistema constructivo y cómo se componen sus materiales. Para determinar la resistencia se hacen diversos ensayos en los que se mide el tiempo que demoran los paneles portantes en perder su capacidad de soporte frente a un incendio.

Las normas de edificación establecen que las paredes portantes de los edificios tengan una resistencia mínima al fuego. La Norma IRAM 11950 y las relacionadas con ella establecen una metodología de ensayos para incendios “normalizados”.

De acuerdo con los procedimientos y ensayos, las exigencias básicas de resistencia al fuego de un panel portante de steel frame son:

• Soportar la acción del fuego bajo determinada carga sin llegar al colapso estructural, previniendo además la dispersión del fuego a través del panel.
• Prevenir una transferencia del calor a través del panel, de modo tal que pueda incendiar los materiales combustibles sobre la cara no expuesta del mismo. Para ello se establece una temperatura límite de falla de 139 °C promedio, con un máximo puntual de 181 °C.

Estos son los resultados arrojados por algunos ensayos. Se experimentó con capas aislantes de yeso de espesores distintos y se determinó cuánto pueden soportar antes de deteriorarse.

• 1 capa de 13 mm de espesor soporta 45 minutos.
• 1 capa de 15 mm de espesor soporta 60 minutos.
• 2 capas de 13 mm de espesor soportan 90 minutos.
• 2 capas de 15 mm de espesor soportan 120 minutos.
• 3 capas de 13 mm de espesor soportan 120 minutos.

Es posible decir que ante incendios, el comportamiento estructural de los perfiles de acero, conformados en frío, puede aumentar significativamente mejorando la capacidad de sus capas aislantes.

Esto se logra implementando distintas configuraciones de aislamientos y revestimientos que cumplan con valores altos de resistencia al fuego.